К коммутационным аппаратам напряжением выше 1 кВ относятся: разъединители, короткозамыкатели, отделители, плавкие предохранители, ограничители перенапряжения, высоковольтные выключатели.
Разъединитель — это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток.
При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки,так как контактная система их не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем.
Короткозамыкатель — это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в электрической цепи.
|
|
Отделитель (ОД) внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. Отделители могут иметь заземляющие ножи с одной или двух сторон. Недостатком ОД является довольно большое время отключения (0,4 - 0,5 с). Отделители могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания трансформатора.
На современных подстанция отделители и короткозамыкатели не применяются.
Условия выбора разъединителей:
1. По напряжению установки
Uном ³ Uуст. (3.18)
2. По роду тока и его значению
Iном в ³ Imax. (3.19)
3. По конструкции, роду установки.
4. По электродинамической стойкости
iу £ iпр,с, (3.20)
где iпр,с - предельный сквозной ток (амплитудное значение).
5. По термической стойкости
Вк £ I2тер tтер. (3.21)
Предохранители напряжением выше 1 кВ имеют такое же назначение, что и предохранители до 1 кВ.
Условия выбора предохранителей:
1. По напряжению
Uуст £ Uном. (3.22)
2. По току предохранителя
Imax £ Iном. (3.23)
3. По конструкции и току установки.
4. По току отключения
Iп,о £ Iотк, (3.24)
где Iотк - предельно отключаемый ток.
Высоковольтный выключатель - это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока (при длительной нагрузке, перегрузке, КЗ, холостом ходе, несинхронной работе).
|
|
По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные баковые (масляные многообъемные), маломасляные (масляные малообъемные), воздушные, элегазовые, электромагнитные, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.
По роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств.
Масляный выключатель - электрический выключатель переменного тока высокого напряжения, главные контакты которого помещаются в объёме, заполненном минеральным (трансформаторным) маслом.
В воздушных выключателях дуга гасится сжатым воздухом, изоляция токоведущих частей и дугогасительного устройства осуществляется фарфором или другими твердыми изолирующими материалами.
Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций электрического тока (номинального и токов КЗ) в электроустановках.
Элегазовые выключатели предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах, а также работы в циклах АПВ в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 35, 110 и 220 кВ
Выключатель нагрузки предназначен для включения и отключения под нагрузкой участков цепей переменного трехфазного тока частотой 50-60 Гц, номинальным напряжением 6(10) кВ, а также заземления отключенных участков при помощи заземлителей.
Высоковольтные выключатели выбирают и проверяют по следующим основным условиям:
1. По напряжению
Uуст £ Uном. (3.25)
2. По длительному току
Iнорм £ Iном; Imах £ Iном. (3.26)
3. Проверка на симметричный ток отключения по условию
Iп,t £ Iотк, ном. (3.27)
4. Проверка на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ
iа,t £ iа, ном, (3.28)
где iа, ном - номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени t;
iа,t - апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов t;
t - наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов.
5. По включающей способности проверка производится по условию
iу £ iвкл.; Iп,0 £ Iвкл, (3.29)
где iу - ударный ток КЗ в цепи выключателя;
Iп,0 - значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;
Iвкл - номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей);
iвкл - наибольший пик тока включения (по каталогу). Заводами- изготовителями соблюдается условие iвкл = 1,8 Iвкл, где ку = 1,8 - ударный коэффициент, нормированный для выключателей.
6. На электродинамическую стойкость выключатель проверяется по предельным сквозным токам КЗ:
iу £ iдин.; Iп,0 £ Iдин, (3.30)
где iдин - наибольший пиковый ток (ток электродинамической стойкости) по каталогу;
Iдин - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ.
7. На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу тока КЗ:
Вк £ I2тер t тер. (3.31)
Для повышения грозоупорности ВЛ, не имеющих тросовой защиты, все места с ослабленной изоляцией следует защищать искровыми промежутками или трубчатыми разрядниками (РТ),в конструкцию которых входит искровой промежуток.
|
|
Для защиты изоляции электрооборудования подстанций используются вентильные разрядники (РВ).
Ограничители перенапряжений (ОПН) предназначены для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений электрооборудования в сетях с изолированной нейтралью напряжением 6, 10, 35 кВ, в сетях с заземленной нейтралью напряжением 110, 220 кВ, а также для защиты контактных сетей электрифицированных железных дорог переменного тока, напряжением 27,5 кВ и постоянного тока, напряжением 3,3 кВ.
Вопросы к теме 3:
1. Перечислить коммутационные аппарата напряжением до 1 кВ.
2. Дать определение переключатель и рубильник.
3. Предохранительно – это …..
4. Автоматический выключатель – это …...
5. Перечислить виды расцепителей.
6. Дать определение контактора.
7. Дать определение магнитного пускателя.
8. Перечислить коммутационные аппарата напряжением выше 1 кВ.
9. Что такое разъединитель и для каких целей применяется?
10. Что такое короткозамыкатель и отделитель?
11. Что такое высоковольтный выключатель?
12. Типы высоковольтных выключателей.
13. Цель применения разрядников.
14. Что такое ограничитель перенапряжений (ОПН)?
Тема 4